انواع باتری

در این قسمت سعی شده انواع باتری های مخصوص خودرو با مختصر توضیحی ذکر گردد.

باتری های مخصوص خودرو بر دو مدل می باشند :

الف) باتری های معمولی یا اسید شارژ
ب) باتری های سیلد یا بدون نیاز به نگهداری

الف) باتری های معمولی

نام دیگر این دسته از باتری ها اسید شارژ بوده که در ایران با نام باتری اسیدی شهرت دارند.
این نوع باتری ها با توجه به آلیاژی که دارند قیمت پایین تری نسبت به نوع سیلد دارند و همچنین نیازمند بازدید جهت تنظیم سطح الکترولیت هستند.

این دسته از باتری ها را با دو نوع آلیاژ مختلف می توان تولید کرد لذا دو نوع باتری معمولی برای خودرو ها ساخته می شود:
۱-   باتری آلیاژ سرب – آنتیموان { PbSb }
۲-   باتری هیبریدی

۱-   تشریح و توضیح باتری آلیاژ سرب – آنتیموان { PbSb }
از آنتیموان به منظور بهتر کردن قابلیت ریخته گری صفحات نازک سرب داخل باتری استفاده می شود، همچنین جهت سرعت بخشیدن به فرآیند سخت کاری و نیز مقاوم کردن صفحات سربی جهت ایستادگی در برابر شرایط عملکردی سخت خودرو بکار می رود. به عبارت دیگر، آنتیموان به عنوان سخت کننده مورد استفاده قرار می گیرد که عبارت ((سرب سخت)) نیز از آن حاصل می شود. به هر حال در طول زمان سرویس باتری آنتیموان به دلیل پدیده فرسایش و خوردگی صفحات مثبت به شدت تجزیه می شود و از الکترولیت گذشته و در طول مسیر تجزیه می گردد. این امر باعث افزایش تخلیه الکتریکی (دشارژ) خود به خودی صفحه ها می شود و ولتاژی را که توسط آن ایجاد می گردد را کاهش می دهد. هر دو عامل به علت شارژ زیاد، باعث افزایش تجزیه آب شده و این موضوع نیز به تجزیه آنتیموان کمک می کند. این فرآیند سبب کاهش مداوم قدرت در زمان کارکرد باتری می گردد. آنتیموان با گنجایش ۴ الی ۵ درصد که در سابق در صفحات سربی مورد استفاده قرار می گرفت، سبب تخلیه الکتریکی خود به خودی صفحه منفی می شود و یکی از اصلی ترین دلایل نقص باتری های راه انداز است. بسته به شرایط رانندگی با باتری های قدیمی و کارکرده، مصرف آب ناشی از افزایش تولید گاز توسط باتری بدین معناست که باتری بایستی هر ۴ الی ۶ هفته برای تنظیم الکترولیت بررسی گردد.

۲-   تشریح و توضیح باتری هیبریدی
در باتری های هیبریدی، تیغه منفی از آلیاژ کلسیوم و تیغه مثبت از آلیاژ آنتیموان ساخته شده است. با وجود این ترکیب بندی، تیغه منفی با آلیاژ کلسیومی با استفاده از فرآیند ساده ای ساخته می شود که در برابر تنش های مکانیکی با توجه به کاهش فرآیند ریخته گری مقاومت بالایی دارد. به دلیل استفاده از آلیاژ آنتیموان، به هر حال، حتی باتری های هیبریدی نیز در پاسخ به نیازمندی ها مرتبط با مصرف پایین آب باتری، پاسخگو نخواهد بود. فقط در باتری های بدون نیاز به نگهداری (سیلد) هر دو تیغه مثبت و منفی از آلیاژ سرب – کلسیوم ساخته شده است و در نتیجه قادر به پاسخگویی در برابر این نوع نیازمندی ها می باشند.

البته شاید این درست نباشد که باتری های هیبریدی را در گروه باتری های معمولی قرار دهیم زیرا این دسته از باتری ها نیز توسط شرکت های بزرگ هم اکنون تولید می شوند و در کل طول عمر مفید خود معمولاً به تنظیم الکترولیت نیازی پیدا نمی کنند ولی باز هم به نقلی این نوع باتری ها را در دسته سیلد قرار نمی دهند.

ب) باتری های سیلد
نام های دیگر این دسته از باتری ها بدون نیاز به نگهداری ( MF ) است.
این نوع باتری ها با توجه به آلیاژی که دارند قیمت بالاتری نسبت به نوع اسید شارژ دارند ولی نیازمند بازدید جهت تنظیم سطح الکترولیت نیستند.

آلیاژهایی که جهت تیغه سربی سخت باتری های معمولی و باتری های سیلد بکار می روند با یکدیگر متفاوت هستند. در باتری های اسید شارژ پس از کاهش سطحی تیغه سربی به مرور زمان باتری به نقطه ای می رسد که دیگر هیچگونه بهبود در مشخصه های آن وجود نخواهد داشت و این بدان معناست که بایستی از فرم های دیگری جهت سخت تر کردن تیغه ها بجای آنتیموان استفاده کرد.

این دسته از باتری ها را با دو نوع آلیاژ مختلف می توان تولید کرد لذا دو نوع باتری سیلد برای خودرو ها ساخته می شود:
۱-   باتری آلیاژ سرب – کلسیوم { PbCa }
۲-   باتری آلیاژ سرب – کلسیوم – نقره { PbCaAg }

۱-   تشریح و توضیح باتری آلیاژ سرب – کلسیوم { PbCa }
در باتری های راه انداز بدون نیاز به نگهداری (سیلد)، آنتیموان توسط کلسیوم تحت تاثیر قرار می گیرد که به صورت الکترومکانیکی تحت شرایط پتانسیلی خاصی در باتری انباره سربی، غیر فعال می باشد. این بدان معناست که از خرابی صفحه منفی جلوگیری شده و پدیده دشارژ خود به خودی نیز متوقف خواهد شد. واقعیت مهم دیگر این است که ولتاژ گازهای خروجی به صورت پایدار در طول عمر مفید باتری باقی می ماند. از ورقه فلزی پلی اتیلن که در برابر تاثیرات اکسیداسیون مقاوم است و همچنین اسید به عنوان مواد جداکننده استفاده می شود که تشکیل لایه ای را می دهد که در حول المنت های مثبت و منفی باتری پوشیده شده است.

۲-   تشریح و توضیح باتری آلیاژ سرب – کلسیوم – نقره { PbCaAg }
موتورهای مدرن امروزی که دارای اشکال هندسی بدنه ویژه می باشند باعث افزایش دمای متوسط محفظه موتور گردیده است. این تغییر شرایط باعث بروز تاثیراتی نیز بر باتری خودروها گردیده است که در نتیجه توسعه باتری ها را بوجود آورده است که از آلیاژ های سرب در ساخت تیغه ها استفاده شده است. این آلیاژ به همراه تیغه هایی که دارای جنس بسیار سخت تر می باشد. پس از شارژ باتری، چگالی الکترولیت افزایش یافته و پس از عدم استفاده از باتری، چگالی آن کاهش خواهد یافت.

طرح بهینه شکل هندسی تیغه ها و همچنین افزایش قابلیت رسانایی آن باعث تغییر هرچه بیشتر مواد فعال در باتری خواهد شد. استفاده از یک صفحه مرکزی برای رابط سلول باعث قرارگیری مناسب تر تیغه ها در قاب باتری خواهد شد. این تکنولوژی امکان نازک تر ساختن تیغه ها (اما قوی تر و مستحکم تر) و همچنین امکان افزایش قابلیت استارت زنی در هوای سرد را نیز بدون از دست دادن کیفیت، مهیا می سازد. تسمه ها دارای صفحات مثبت ضخیم تر با قاب قوی تر می باشند. استفاده از صفحات کوتاه تر امکان قرارگیری حجم زیادی از الکترولیت را در بالای صفحات، فراهم می آورد. همچنین تیغه ها، همیشه از الکترولیت پوشانیده شده و بدین ترتیب در مقابل فرسایش و خوردگی نیز مقاوم خواهند بود. این نوع خاصیت در باتری ها، امکان استفاده از باتری ها را در موارد عملی سخت تر، افزایش می دهد.